[发明专利]新型高导热石墨烯或石墨膜/碳纤维复合材料制备方法

摘要

本发明属于导热材料领域，具体涉及一种新型高导热石墨烯膜/碳纤维散热板的制备方法。该石墨烯‑碳纤维树脂基复合材料包括石墨烯层、碳纤维编织网层和垂直取向的碳纤维加固层。石墨烯膜预先通过冲压技术进行打孔，得到网状的石墨烯膜，然后浸润环氧制成预浸料。将石墨烯膜与碳纤维布预浸料依次叠层铺设，然后使用超声波冲击枪将碳纤维针刺预制体打入复合板中，或者使用针刺的方法，将部分碳纤维垂直取向，增强其剪切性能。本发明将纯石墨烯粉体与碳纤维布复合使其既具备优良的导热性能又具有很好的可加工性。该复合材料板可用于大型构件的散热，散热性能可以媲美纯金属与其他散热材料，并且具有可裁切性能与很好的柔韧性。该材料的生产工艺简单、节能环保、应用性强、可大规模生产。

主权项

1.一种石墨烯或石墨膜/碳纤维树脂基复合材料层合板的制备方法，包括如下步骤：（1）为了增加复合材料层合版层间力学剪切强度，预先在高导热石墨烯或石墨膜上进行冲压打孔，得到网状石墨烯或石墨膜，通过控制打冲孔技术来调整孔的大小和密度可以通过模具控制，结束后在真空烘箱中进行烘干处理；（2）将网状的石墨烯或石墨膜浸润到高分子树脂基体中得到网状的石墨烯或石墨膜预浸料；（3）将网状石墨烯或石墨膜预浸料和单向碳纤维预浸料依次层叠铺设，其中网状石墨烯或石墨膜和单向碳纤维预浸料的数量可以根据所需的热学和力学性能进行调节，所述层叠结构的两个外层均为碳纤维预浸料;（4）将上述所得到的层叠结构预浸料，进行垂直于表面的穿透厚度的针刺处理或者Z‑pins处理，然后往针刺孔中填入导热填料如炭黑、石墨烯、碳纳米管、氮化硼，以及使得部分碳纤维等，这些垂直取向的填充物将提高复合材料的层间剪切强度和面外方向的热导率，制备得到复合材料预浸料；（5）将上述所得的预浸料复合板置于热压机袋中进行分段升温加压固化。